Открытие химических элементов и происхождение их названий

Ксенон (лат. Xenon), Xe, атомный номер 54, относится к благородным газам. Элемент открыт Рамзаем и Траверсом при фракционировании жидкого воздуха. Название ксенон происходит от греческого - чужой, странный, необычный, неслыханный.

Цезий (лат. Caesium), Cs, атомный номер 55. Цезий (англ. Cesium, франц. Cesium, нем. Caesium) - первый элемент, открытый с помощью спектрального анализа. Открытие цезия послужило свидетельством широких возможностей этого метода, до применения которого о существовании цезия могли только подозревать. Так, в 1846 г. немецкий химик Платтнер, произведя анализ минерала поллукса, получил сумму содержавшихся в нем компонентов, на 7% меньшую, чем можно было ожидать. В 1864 г., уже после того, как Бунзен открыл цезий, итальянец Пизани обнаружил его в поллуксе. Бунзен назвал вновь открытый металл цезием (Casium) от лат. caesius -- голубой, светло-серый; в древности этим словом обозначали голубизну ясного неба. Чистый металлический цезий получен электролитическим путем в 1882 г.

Барий (лат. Barium), Ba, атомный номер 56, относится к щелочноземельным металлам. Одно из природных соединений бария (франц. Baryum), а именно тяжелый шпат BaSO₄, привлекло внимание алхимиков в начале XVII в. своими необычными свойствами. В 1602 г. болонский сапожник и алхимик Касциароло нашел в горах близ Болоньи камень, который был настолько тяжел, что Касциароло заподозрил в нем наличие золота. Пытаясь выделить золото из камня, алхимик прокалил его вместе с углем и олифой. И тут он обнаружил, что охлажденный продукт светится в темноте красноватым светом. Известие об этом произвело сенсацию среди алхимиков, и тяжелый шпат стал объектом алхимических и химических операций. Он получил ряд названий - солнечный камень (Lapis solaris), болонский камень (Lapis Bononiensis), болонский фосфор (Phosphorum Воloniensis) и др. Долгое время тяжелый шпат считали, однако, видоизмененной формой гипса (или извести). В 1774 г. Ган и его друг Шееле исследовали тяжелый шпат и установили, что в нем содержится особая "земля". Несколько позднее (1779) Гитон де Морво назвал эту землю барот (barote), а в дальнейшем изменил название на барит (baryte). Под этими названиями бариевая земля описывалась в учебниках химии конца XVIII и начала XIX в. Содержащийся в нем неизвестный металл стали называть барий (Barium) от греческого слова тяжелый.

Празеодим (лат. Praseodymium), Pr, атомный номер 59. Открытие празеодима (англ. Ргаsеоdymium, франц. Praseodyme, нем. Praseodym) тесно связано с открытием неодима. В 1841 г. Мозандер разделил лантановую землю на две. Одна из них получила старое название "лантана", другая, близкий по свойствам близнец лантаны, "дидимия" (от греч. - близнец). Несколько десятилетий предполагаемый элемент этой земли - дидимий - фигурировал в перечнях и таблицах элементов. В 1879 г. Лекок де Буабодран выделил из дидимии новую землю самарию, а три года спустя Ауэр фон Вельсбах разделил оставшуюся дидимию еще на две земли. При этом он получил две группы соединений; в одну из них входили соли, окрашенные в зеленый цвет и окисел бледно-зеленого цвета, в другую - соли, окрашенные в цвета от розового до фиолетово-красного, и окисел серо- синего цвета. Исходя из этого, Вельсбах сообщил об открытии им двух новых элементов. Дающий соли зеленого цвета он назвал празеодимом (празеодидимом) от греч. - светло-зеленый, как лук, и старого названия земли "дидимия". Таким образом, празеодим можно перевести как "светло-зеленый дидим". Элемент второй земли был назван неодимом.

Неодим (лат. Neodymium), Nd, атомный номер 60, относится к лантаноидам. Неодим (англ. Neodymium, франц. Neodyme, нем. Neodym) впервые был получен при разложении мнимого элемента дидимия (Didymium). В 1841 г. Мозандер разделил лантановую землю на две; одна из них сохранила старое название "лантан", вторая была названа дидимия (от греч. - парный, близнец). Уже в то время подозревали, что дидимия представляет собой смесь неизвестных земель, и действительно, в 1879 г. Лекок де Буабоцран выделил из нее землю, которую назвал самария. Спустя три года Ауэр фон Вельсбах разделил оставшуюся дидимию еще на две новые земли, элементы которых наименовал празеодимом и неодимом. Название неодим произведено от слова "дидимия" и греч. приставки "нео" (новый).

Самарий (лат. Samarium), Sm, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 62, атомная масса 150,36; относится к лантаноидам. Открытие самария - результат упорных химико-аналитических и спектральных исследований дидимиевой земли, выделенной Мозандером из цериевой земли. Несколько десятилетий после того, ка Мозандер выделил из лантаны землю дидимию, считалось, что существует элемент дидимий, хотя некоторые химики подозревали, что это - смесь нескольких элементов. В середине XIX в. новым источником для получения дидимиевой земли стал минерал самарскит, открытый русским горным инженером В. М. Самарским в Ильменских горах; позднее самарскит был найден в Северной Америке в штате Северная Каролина. Многие химики занимались анализами самарскита. В 1878 г. Делафонтен, исследовавший образцы дидимы, выделенной из самарскита, обнаружил две новые голубые линии спектра. Он решил, что они принадлежат новому элементу, и дал ему многозначительное название деципий (лат. decipere - одурачивать, обманывать). Были и другие сообщения об обнаружении новых линий в спектре дидимы. Этот вопрос был решен в 1879 г., когда Лекок де Буабодран, пытаясь разделить дидимию, установил, что спектроскопический анализ одной из фракций дает две голубые линии с длиной волн 400 и 417 A. Он пришел к выводу, что эти линии отличны от линий деципия Делафонтена, и предложил назвать новый элемент самарием (Samarium), подчеркивая этим, что он выделен из самарскита. Деципий же оказался смесью самария с другими элементами дидимии. Открытие Лекока де Буабодрана подтвердил в 1880 г. Мариньяк, которому при анализе самарскита удалось получить две фракции, содержащие новые элементы. Мариньяк обозначил фракции Y_betа и Y_alfa. Позднее, элемент, присутствующий во фракции Y_alfa, получил название гадолиний, фракция же Y_beta имела спектр, аналогичный спектру самария Лекока де Буабодрана. В 1900 г. Демарсэ, разработавший новый метод дробной кристаллизации, установил, что спутником самария является элемент европий.

Европий (лат. Europium), Eu, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 63, атомная масса 151,96, относится к лантаноидам. Открытие европия связано с ранними спектроскопическими работами Крукса и Лекока де Буабодрана. В 1886 г. Крукс, исследуя спектр фосфоресценции минерала самарскита, обнаружил полосу в области длины волн 609 А. Эту же полосу он наблюдал при анализе смеси иттербиевой и самариевой земель. Крукс не дал названия подозревавшемуся элементу и временно обозначил его индексом Я . В 1892 г. Лекок де Буабодран получил от Клеве 3 г очищенной самариевой земли и произвел ее дробную кристаллизацию. Спектроскопировав полученные фракции, он обнаружил ряд новых линий и обозначил предполагаемый новый элемент индексами Z(эпсилон), и Z(дзетта). Четыре года спустя Демарсэ в результате длительной кропотливой работы по выделению из самариевой земли искомого элемента отчетливо увидел спектроскопическую полосу неизвестной земли; он дал ей индекс "E". Позднее было доказано, что Z(эпсилон), и Z(дзетта) Лекок де Буабодрана, "E" Демарсэ и аномальные полосы спектра, наблюдавшиеся Круксом, относятся к одному и тому же элементу, названному Демарсэ в 1901 г. европием (Europium) в честь континента Европы.

Гадолиний (лат. Gadolinium), Gd, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 64, атомная масса 157,25, относится к лантаноидам. В 1794 г. профессор химии и минералогии в университете Або (Финляндия) Гадолин, исследуя минерал, найденный близ местечка Иттерби в трех милях от Стокгольма, открыл в нем неизвестную землю (окисел). Несколько лет спустя Экеберг повторно исследовал эту землю и, установив наличие в ней бериллия, назвал его иттриевой (Yttria). Мазандер показал, что иттриевая земля состоит из двух земель, которые он назвал тербиевой (Terbia) и эрбиевой (Erbia). Далее Мариньяк в тербиевой земле, выделенной из минерала самарскита, обнаружил еще одну землю - самариевую (Samaria). В 1879 г. эту же землю выделил из дидимия и новой земли, обозначенной им индексом "аlfa", Лекок де Буабодран и с согласия Мариньяка назвал последнюю гадолиниевой землей в честь Гадолина - первого исследователя минерала иттербита. Элемент, содержащийся в гадолиниевой земле (Gadolinia), получил название гадолиний (Gadolinium); в чистом виде он получен в 1896 г.

Гольмий (лат. Holmium), Но, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 67, атомная масса 164,9304, относится к лантаноидам. Элемент открыт в 1878 - 1879 гг. швейцарским химиком Сорэ, который, исследуя старую эрбиевую землю (эрбию), обнаружил раздвоение спектральных линий. Сорэ обозначил новый элемент индексом Х. Вскоре (1879) шведский химик Клеве выделил из "прежней эрбиевой земли" некоторое количество солей элемента, окрашенных в оранжевый цвет; они оказались солями элемента Х. Несмотря на то, что Клеве не смог охарактеризовать новый элемент более подробно, чем это сделал Сорэ, он предложил назвать новую землю гольмией (holmia), а элемент - гольмием (Holmium) в честь столицы Швеции Стокгольма, носившего в старину латинское название Гольмия (Holmia); около Стокгольма были найдены редкоземельные минералы, которые исследовал Клеве.

Тулий (лат. Thulium), Tm, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 69, атомная масса 168,9342, относится к лантаноидам. Открытие тулия (тулиевой земли), как и многих других элементов, относится ко времени, когда арсенал средств исследования редких земель обогатился методом спектрального анализа. Предыстория открытия тулия такова. В конце XVIII в. Экеберг выделил из гадолинита землю иттрию, которая считалась чистым окислом иттрия до тех пор, пока Мозандер не разделил ее на три земли - иттрию, тербию и эрбию. В 1878 г. Мариньяк выделил из тербиевой земли Мозандера две земли, названные эрбией и иттербией. На этом исследование смеси земель не остановилось. Уже в следующем году Клеве разделил эрбию Мариньяка на три земли - эрбию, гольмию (оказавшуюся смесью) и тулию. Он попросил у Нильсона (открывшего скандий) остаток от экстракции скандия и иттербия, полагая, что этот препарат представляет собой сравнительно чистый раствор солей эрбия. Однако после сотни раз повторяемых операций осаждения и растворения препарата в эрбии все еще содержалась какая-то примесь: атомный вес эрбия в различных фракциях был неодинаковым. Kлеве обратился к профессору физики Упсальского университета Талену с просьбой исследовать спектры поглощения этих фракций и сравнить их со спектрами образцов эрбия, иттербия и иттрия. Тален обнаружил в эрбиевой фракции линии, принадлежащие эрбию и гольмию; третий спектр указывал на присутствие нового элемента. Так был открыт тулий, названный Клеве в честь древнего (времен римской империи) названия Скандинавии - Туле (Thule). Затем Клеве переработал 11 кг гадолинита, выделил окись тулия и исследовал его соли, окрашенные в бледно-зеленый цвет. Чистая окись тулия получена, однако, лишь в 1911 г. Насколько трудно было определить тулий и тем более, химически выделить его чистый окисел, свидетельствуют такие, например, факты. Мастер спектроскопического исследования Лекок де Буабодран полагал, что существуют два тулия, а крупнейший исследователь редких земель Ауэр фон Вельсбах заявил о том, что он установил наличие даже трех тулиев. Ранее символ тулия был Тu, а не Тm, как теперь. В некоторых химических сочинениях конца прошлого и начала текущего века нередко ошибочно писали "туллий".

Лютеций (лат. Lutetium), Lu, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 71, атомная масса 174,967, относится к лантаноидам. Открытие лютеция (англ. Lutecium, франц. Lutecium, нем. Lutetium) связано с исследованием земли иттербии. История открытия сложна и длительна. Мозандер выделил из иттриевой земли эрбиевую землю (эрбию), а спустя 25 лет, в 1878 г., Мариньяк показал, что в гадолините наряду с эрбией существует еще одна земля, названная им иттербией. В следующем году Нильсон выделил из иттербии землю скандию, содержащую элемент скандий. Затем исследованиями иттербии не занимались до 1905 г., когда Урбэн, а немного спустя, Ауэр фон Вельсбах сообщили, что в иттербии Мариньяка есть еще две новые земли, одна из которых содержит элемент лютеций (Lutetium), а другая - элемент неоиттербий (Neoytterbium). Ауэр фон Вельсбах назвал эти же элементы соответственно кассиопеем (Cassiopeium) и альдебаранием (Aldebaranium). Ряд лет в химической литературе употреблялись и те, и другие названия. В 1914 г. Международная комиссия по атомным весам вынесла решение принять для элемента 71 название лютеций, а для элемента 70 - иттербий. Слово лютеций Урбэн произвел от лютеция (Lutetia) - древнее латинское название Парижа (Lutetia Parisorum). В русской литературе до 1940 г. иногда вместо лютеций писали лутеций.

Гафний (лат. Hafnium), Hf, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 72, атомная масса 178,49. Долгое время химики подозревали, что в циркониевых минералах содержится примесь какого-то неизвестного элемента. Еще в 1845 г. шведский химик Сванберг сообщил об открытии им в цирконе элемента, который он назвал норием (Norium). После этого многие исследователи сообщали об открытии этого элемента, но каждый раз это было ошибкой. В 1895 г. Томсен на основании периодического закона показал, что между редкими землями и танталом должен существовать элемент, отличающийся от редких земель, но близкий к цирконию. В 1911 г. Урбэн, занимаясь выделением иттриевой земли из гадолинита, обнаружил, что одна фракция последнего маточного рассола дает несколько неизвестных спектральных линий. Он пришел к выводу о существовании нового элемента, принадлежащего к группе редких земель, и назвал его кельтием (Celtium). После того как Мозели открыл рентгеновские спектры элементов и были установлены их порядковые номера (1913 -1914), оказалось, что новый элемент должен иметь атомный номер 72. Однако линии этого элемента Мозели не обнаружил в кельтии Урбэна. Предполагая, что в этом виновата несовершенная техника определения рентгеновских спектров, Урбэн попросил физика Довилье повторить опыт. Довилье удалось обнаружить две слабые линии, характерные для элемента 72, в связи с чем элементу оставили название кельтий. Но уже в следующем году Костер и Хевеши нашли эти линии и несколько похожих в различных цирконах. Это послужило доказательством, что элемент 72 не принадлежит к редким землям, а является аналогом циркония. Выделенный Хевеши вскоре после этого элемент 72 оба исследователя, будучи датчанами, решили назвать гафнием (Hafnium) от старинного имени г. Копенгагена (Hafnia, или Kjobn- hafn), так как их открытие было сделано в этом городе.

Рений (лат. Rhenium), Re, химический элемент VII группы периодической системы, атомный номер 75, атомная масса 186,207. Поиски предсказанных Менделевым элементов 43 и 76 (эка-марганца и дви-марганца) начались в конце XIX в., но были безуспешными до 20-х годов нашего столетия, когда Ноддаку и Такке удалось определить главные свойства этих недостающих в периодической таблице элементов. Эти ученые систематически изучали руды и минералы, в которых присутствие искомых элементов казалось вероятным. Первым объектом исследований, начатых в 1922 г., была платиновая руда, но из-за ее дороговизны вскоре пришлось переключиться на другие объекты, в частности редкоземельные минералы - колумбит, гадолинит и т. д. Результатом трехлетних напряженных трудов Ноддака и Такке, а также Берга по концентрированию отдельных фракций растворов, выделенных из минералов, явилось обнаружение в рентгеновском спектре одной из фракций серии из пяти новых линий. Как оказалось, эти линии принадлежали элементу 75. Исследователи назвали его рением (Rhenium) в честь Рейнской провинции - родины Такке, ставшей к тому времени супругой Ноддака. Вскоре последовало сообщение о том, что супругам Ноддак удалось наблюдать новые линии рентгеновского спектра, принадлежащие элементу 43, названному мазурием (Masurium) в честь Мазурской провинции - родины Ноддака. Впрочем, некоторые историки химии считают, что оба названия содержат большую дозу национализма: рейнская область и мазурские болота оказались во время первой мировой войны местами крупных удачных для германских войск сражений. Открытие мазурия не было подтверждено. Что же касается рения, то в 1926 г. супруги Ноддак выделили его в количестве 2 мг; годом позже в их распоряжении имелось уже около 120 мг рения.